观察历史

早在十九世纪便有天文学家声称发现系外行星。1855年，在东印度公司 马德拉斯天文台 （ 英语 ： Madras Observatory ） 工作的W. S. Jacob发现蛇夫座70双星系统轨道异常，怀疑当中有类似行星的物体；1890年代，芝加哥大学及美国海军天文台的 汤玛斯·杰佛逊·杰克逊·希 （ 英语 ： Thomas Jefferson Jackson See ） 声称轨道异常证明该系统当中有一个公转周期为36年的黑暗物体，但福雷斯特·雷·莫尔顿随即指出这样的系统极不稳定。在1950至1960年代，斯沃斯莫尔学院的 彼德·范·德·坎普 （ 英语 ： Peter van de Kamp ） 声称发现了绕着巴纳德星公转的行星。后来的天文学家普遍认为这些早期观测都是错误的。

  太阳系与巨蟹座55行星系统的比较图。

加拿大天文学家布鲁斯·坎贝尔等人在1988年的结果是首次获得随后观测确认的发现 ，他们利用视向速度法发现围绕少卫增八的行星；然而因为当年技术条件所限，包括发现者本身的天文学界都对结果有所保留。也有人怀疑这些其实是质量介乎于行星和恒星之间的褐矮星。

随后不少观测支持少卫增八（仙王座γ）拥有行星 ，但亦有研究显示相反的证据 。最终到了2003年运用改进了的观测技术方能证实 。

1991年， 安德鲁·林恩 （ 英语 ： Andrew Lyne ） 等人声称运用脉冲星计时法发现了一个围绕PSR B1829-10的脉冲星行星 。虽然结果受到注目，但林恩及其研究队伍很快便撤回结果 。

 内太阳系和系外行星HD 179949 b、HD 164427 b、Epsilon Reticuli ab、及Mu Arae b轨道的比较图。（所有母星皆在中央位置）

1992年，美国天文学家亚历山大·沃尔兹森及 戴尔·弗雷 （ 英语 ： Dale Frail ） 宣布发现一个围绕脉冲星PSR B1257+12的行星 。这项发现迅速被确认，普遍认为这是首次对系外行星的确认。这些系外行星相信是由超新星的残余物所构成，或是巨型气体行星的固体核心被超新星抛出所形成。

1995年10月6日，日内瓦大学的米歇尔·麦耶及戴狄尔·魁若兹宣布首次发现一颗普通主序星（飞马座51）的行星 ，这发现开展了当代的系外行星发现。先进的科技，特别是高分辨率的光谱学，大大加速了新系外行星的发现。这些新发展让天文学家可以凭行星对母星的重力影响间接侦测到系外行星的存在，亦有行星因为经过母星前面导致母星光度减弱而被发现。

截至2013年10月30日，人类一共发现了1031个系外行星 ，包括一些在早前已被发现但一度被外界否定，却在后期才被证实的（如巴纳德星的行星），当中很多都是由杰佛瑞·马西的队伍在加州大学的里克天文台和凯克天文台发现。现已发现了二十个拥有超过一个行星的星系，最早发现的一个为仙女座υ行星系统；另外亦有四个行星围绕两个脉冲星的情况。经红外线观测恒星盘亦显示在一些行星系统中也存在着数以百万计的彗星。

检测的方法

  由威尔逊山天文台1.5米望远镜上的旋风星冕仪（Vortex coronograph）拍摄HR 8799（飞马座V342）的三颗行星影像。

相较于母恒星，行星是非常暗淡的；在可见光的波长，它们通常只有母恒星百万分之一的亮度。这种微弱的光源是很难检测到的，而且母恒星的眩光往往会掩盖掉行星的微光。有必要遮挡掉母恒星的光芒以减少眩光，才能从地球上观测到；这样做是对在技术上是很大的挑战 。

所有直接获得影像的系外行星不仅都很大（质量比木星大），而且离母恒星也很远。它们大多数还很热，因此他们发出激烈的红外线辐射；获得的红外线影像会比可见光影像更为明亮。

虽然目前绝大多数的太阳系外行星只能以间接的方法检测出来，但直接影像法在将来可能成为最重要的方法。下列是已经被证实非常有用的间接方法：

径向速度或多普勒法

  利用凌日法侦测系外行星，下方的线图代表不同时间地球所接收到的光量。

凌日法

凌日时间变分法

  "> 播放媒体   动画显示系统内行星-1和行星-2在凌日时间上的差异。创建者：NA开普勒开普勒任务。

重力微透镜

天体测量

脉冲星计时法

  画家笔下的脉冲星PSR B1257+12行星系统

脉冲星是超新星爆炸后留下来超高密度的中子星。随着自转，脉冲星发出极为有规律的电磁波脉冲，因此脉冲的轻微异常能显示脉冲星的移动。和其它星体一样，脉冲星亦会受其行星影响而运动，故此计算其脉冲变动便可估计其行星的性质 。

这方法最初并非设计来侦测系外行星，但其敏感度是各方法之中最高，足以侦测到质量只有地球十分之一的行星。脉冲星计时法亦可以侦测到行星系统内相互的重力扰动，故此可以得到更多有关行星及其轨道的资料。然而因为脉冲星比较罕有，所以亦难以用这方法发现大量行星；而且因为脉冲星附近有极强的高能量辐射，生命似乎难以生存。

1992年亚历山大·沃尔兹森便是利用了这个方法发现了PSR B1257+12的行星，而且被迅速确认，成为首个被确认的系外行星系统。

恒星盘法

  画家笔下织女星附近两颗冥王星大小的矮行星碰撞的情景。

很多恒星都被尘埃组成的恒星盘包围，这些尘埃吸收了恒星的光再放出红外线，因此可以被观测。即使尘埃的总质量还不及地球，它们的总表面积仍足反映到可观测的红外线。 哈勃空间望远镜可以通过其近红外线摄影机和多物体光谱仪观测这些尘埃，而斯皮策空间望远镜可以接收更广阔的红外线光谱以得到更佳的影象。在太阳系附近的恒星之中，已有超过15%被发现有尘埃盘。

一般相信这些尘埃是由彗星或小行星碰撞中形成，而在恒星的辐射压力下，很快便会把尘埃推至星际空间。故此侦测到尘埃盘便代表恒星附近有不断的碰撞以补充失散的尘埃，是恒星拥有彗星或小行星的间接证据。 例如鲸鱼座τ附近的尘埃盘便显示这恒星拥有比太阳系多出十倍以上，类似柯伊伯带中的物体。

在一些情况下尘埃盘可以显示有行星的存在。有些尘埃盘中间有空洞或形成团状，都可能表示有行星在＂清理＂其轨道或尘埃受到行星引力影响而结集。在波江座ε便发现了有这两种特质的尘埃盘，意味着当中可能有一个轨道半径达40天文单位的行星；通过视向速度法，亦发现了另一个轨道较细的行星。

直接摄影

 2M1207（蓝色）及其行星2M1207b

因为行星相比于其母星都是非常暗淡的，所以一般都会被母星的光掩盖，故此要直接发现系外行星几乎是不可能的。但在一些特殊情况，现代的望远镜亦可以直接得到系外行星的影象，例如行星体积特别大（明显地大于木星），与母星有一段较大距离，以及较为年轻（故此温度较高而放出强烈的红外线）。

 豺狼座GQ及可能为行星的豺狼座GQb。

在2004年7月，天文学家们利用欧洲南天文台的甚大望远镜阵列在智利拍摄到褐矮星2M1207及其行星2M1207b。 在2005年12月，2M1207b的行星身份被证实。 估计这系外行星质量比木星高几倍，而且轨道半径大于40天文单位。直至2006年9月为止这是唯一被直接拍摄到而且被确认的系外行星。

当时还有另外三个疑似系外行星被拍摄到，包括豺狼座GQb、AB Pictoris b、及SCR 1845 b。 截至2006年3月，当中未有任何一个被证实为行星；相反地，它们可能是小型的褐矮星。

2008年5月，加州大学伯克利分校的天文学家Paul Kalas从哈勃太空望远镜所拍照片中找到了到北落师门的一颗行星北落师门b，这是该望远镜首次直接拍摄到太阳系外行星，其亮度只有北落师门的10亿分之一。

发展中的观察方法

数项计划中的太空任务已配备一些上述的侦测方法。在太空进行侦测可以得到更高的敏感度，因为避免了地球大气层扰动影响，以及探测到不能穿透大气层的红外线。预期这些空间探测器可以侦测到和地球类似的行星。

 类地行星发现者

欧洲空间局的对流旋转和行星横越计划以及美国宇航局的开普勒任务均会使用凌日法。COROT可以侦测到略为大于地球的行星，而开普勒空间天文台更有能力侦测到比地球更小的行星。预期开普勒空间天文台亦有能力探测到小轨道大型行星的反光，但不足以构成影像；正如月球的月相一样，这些反光会随时间而增加或减少，分析这些数据甚至可以显示其大气内的物质分布。透过这方法Kepler可以找到更多未被发现的系外行星。

美国宇航局计划在2014年发射的太空干涉测量任务将使用天体测量法在邻近恒星之中寻找类似地球的行星。欧洲空间局的达尔文计划（Darwin）探测器及美国宇航局的类地行星发现者[1]则会尝试直接拍摄系外行星的照片。最近被提议的新世界任务更有遮光设备以阻挡恒星的光芒，容许天文学家直接观察到暗淡的系外行星。

2006年2月2日，美国宇航局宣布因为财政理由要无限期搁置TPF计划 ；2006年6月，美国众议院的拨款委员会恢复部分拨款，让计划最少可进行至2007年。 12月27日，COROT卫星升空。 美国的开普勒空间天文台在2009年3月6日发射 。

定义

根据国际天文联合会的“行星”定义，行星必须围绕一颗恒星。 然而此定义仅适用于太阳系内的行星，所有的太阳系外行星被排除在外。 ，为此2001年国际天文联合会针对太阳系外行星作以下定义（2003年有修订） ：

命名

系外行星命名是在母星名字后加上一个小写英文字母。在一个行星系统内首个发现的行星将加上“b”，如飞马座51b，而随后发现的则依次序为飞马座51c，飞马座51d等。不使用“a”的原因是因为可被解释为母星本身。字母的排列只按发现先后决定，因此在格利泽876系统内最新发现的Gliese 876 d却是系统内已知轨道最小的一个行星。

在飞马座51b于1995年被发现前，系外行星有不同的命名方法。最早被发现的PSR B1257+12行星以大写字母命名，分别为PSR 1257+12 B及PSR 1257+12 C。随后发现了一个更为接近母星的行星时，却命名为1257+12 D而不是A。

一些系外行星也有非正式的外号，例如HD 209458 b又称欧西里斯。

一般性质

  截至2004年8月31日，所有以视向速度法（蓝点），凌日法（红点）和重力微透镜法（黄点）所发现的系外行星。同时亦显示了太空和地面仪器的侦测极限。

大部分已知的系外行星都是围绕和太阳类似的恒星，即恒星光谱为F，G或K的主序星，原因之一是搜寻计划都倾向集中研究这类恒星。即使考虑到这点，统计分析亦显示低质量恒星（恒星光谱为M的红矮星）一般较少拥有行星或只有低质量行星。

所有恒星成分都以最轻的氢和氦为主，但亦有小量较重的原素如铁，天文学家以此描述恒星的金属性。较高金属性的恒星通常拥有较多行星，而且行星亦倾向有较高质量。

绝大部分已知的系外行星都是高质量的，当中90%是超过地球的10倍，很多亦明显比太阳系最重的木星为高。然而这只是一种观测上的选择性偏差，因为所有侦测方法都利于寻找高质量行星。这种偏差令统计分析难以进行，但似乎低质量行星实际上比高质量的更为普遍，因为在困难的情况下天文学家仍能发现一些只比地球质量高数倍的行星，显示它们在宇宙中应甚为普遍。

已知的系外行星中，相信绝大部分有大量气体，如太阳系中的巨行星一样。但这只有经凌日法方可证实。 部分小型的行星被怀疑由岩石构成，类似地球和其它太阳系内行星。

很多系外行星的轨道都比太阳系的行星要小，但这同样是因为观测限制带来的选择性偏差，因为视向速度法对小轨道的行星最为敏感。天文学家最初对这种现象很疑惑，但现在已清楚大部分系外行星（或大部分高质量行星）都有很大的轨道。相信在大部分行星系统中，都有一或两个大型行星的轨道半径类似木星和土星的轨道。

轨道离心率是用作形容轨道的椭圆程度，大部分已知的系外行星轨道都有较高的离心率。这 并非 选择性偏差，因为侦测的难易程度和轨道离心率没有太大的关系。这种现象仍是一个谜，因为现时有关行星形成的理论都指轨道应是接近圆形的。这亦显示太阳系可能是不平常的，因为当中所有行星轨道基本上都是接近圆型的。

有关系外行星仍有不少未解之谜，例如它们的详细成分和卫星的普遍性。其实最有趣的问题之一是这些系外行星能否支持生命的存在。一些行星的确是处于生命适居的范围内，条件可能和地球类似；这些行星大都是类似木星的巨型行星，若它们拥有大型的卫星便是最有机会孕育生命的地方。然而即使生命在宇宙间普遍存在，若他们并非有高度文明，以星际距离之远实难以在可预见的时间内发现。

值得注意的系外行星

在系外行星研究历史上有不少里程碑。1992年沃尔兹森及弗雷首次在《自然》发表发现系外行星的报告 ，显示脉冲星PSR B1257+12拥有行星。脉冲星行星的发现仍被认为是不寻常的事。飞马座51b是首个发现的主序星行星，由米歇尔·麦耶及戴狄尔·魁若兹于1995年10月6日在《自然》发表。 天文学家最初都对这个＂热木星＂（即小轨道大质量的气体行星）感到惊讶，但很快便发现更多类似的行星。

自此以后，值得注意的发现包括：

1996年

大熊座47b：为第一颗发现围绕主序星运转的长周期行星。轨道距离母星有2.14天文单位，环绕周期为1095.0 ± 2.9地球日，质量为2.62倍木星质量。唯一与大部分长周期行星不同的是离心率为0。

1998年

格利泽876b：为环绕格利泽876恒星的三颗类地行星中最大的一颗行星，体积为木星的两倍。

1999年

仙女座υ：4月，天文学家公布第一次在太阳系外发现有多颗行星环绕的行星系统。该行星系统以3颗类木行星所组成，为仙女座的成员之一，亮度为4星等，用肉眼即可观察到。

HD 209458 b：该行星最初是用视向速度法发现，后来成为第一个被观测到凌日的系外行星。凌日观测证实了此天体的行星身份。

2001年

HD 209458 b：利用哈勃空间望远镜，天文学家发现了HD 209458 b的大气层含有的钠比预期低，显示云层遮蔽了低层的大气。

  画家笔下的脉冲星行星PSR B1620-26c。

2002年

天龙座ιb：为天文学家发现第一颗环绕巨星的行星。母星为K型巨星天龙座ι，且离心率较高，比地球多了27.5%。

2003年

PSR B1620-26c：Steinn Sigurdsson及其研究队伍分析了哈勃空间望远镜得到的资料，证实了PSR B1620-26c这个已知最古老的系外行星，估计有125亿年。这行星位于离地球5600光年的天蝎座M4星团，质量为木星的两倍，是唯一已知围绕双星的行星（母星分别为脉冲星和白矮星）。

2004年

天坛座μd：8月欧洲南天文台的高精度径向速度行星搜索器发现了天坛座μ的一颗质量约为地球14倍的行星天坛座μd，为截至2006年9月已知质量第三低的主序星行星，而且可能是首个太阳系以外的主序星的类地行星。

2M1207b：为第一颗以直接摄影法发现的行星，也是首颗环绕褐矮星的行星。母星为褐矮星2M1207，质量估计为3到10倍的木星质量，与恒星的距离约为41AU，相当于太阳与冥王星之间的距离。 2M1207b为一颗气体行星，表面平均温度为1,600K（摄氏1,300度），因此被认定为无生命存在之行星。

2005年

格利泽876d：红矮星Gliese 876的第三个行星Gliese 876 d于6月被天文学家发现。其质量约只有地球7.5倍，是已知第二低的系外主序星行星，而且几乎可以肯定这行星由岩石组成。其轨道半径只有0.021天文单位，公转周期为1.94日。

HD 149026b：天文学家7月发现的HD 149026 b的核心质量为地球质量70倍，占其总质量的三分之二，是已知拥有最大核心的行星。

  画家笔下的HD 188753 Ab的虚构卫星上的三重日落。

HD 188753 Ab：天文学学7月宣布发现一个约在149光年的三星系统（黄、橙、红色）中的行星HD 188753 Ab，对现今的行星形成理论造成挑战。 这是一个略为大于木星的气体行星，围绕天鹅座HD 188753系统的主星公转，故称为HD 188753 Ab，公转周期为3.3日，轨道半径约十二分之一天文单位。另外两个恒星互相旋转周期为156日，并同时以25.7年周期绕着主星公转，和主星距离约为土星与天皇星轨道半径之间。这两个恒星对主流的热木星形成理论造成挑战，这理论指大型气体行星在一个较远的距离形成，然后以未知的机制转移到星系内围；然而两个恒星的存在使这个理论不适用，因为它们会妨碍外围行星的形成。

  画家笔下的系外行星OGLE-2005-BLG-390Lb。

2006年

OGLE-2005-BLG-390Lb：天文学家1月25日公布了OGLE-2005-BLG-390Lb的发现。这行星约在21,500光年以外的一个星系中心，以重力微透镜法发现，质量估计为地球5.5倍，表面温度只有摄氏-220º，是已知质量最低、距离最远、亦可能是最冷的主序星系外行星。在此以前发现的低质量行星都只有很小的轨道，而OGLE-2005-BLG-390Lb的轨道半径则估计有2.6天文单位。

HAT-P-1b：利用一个称为＂HAT＂的自动小型望远镜网络，哈佛-史密松天体物理中心的天文学家发现了一个系外行星HAT-P-1b，其母星为450光年之外位于蝎虎座的一个双星系统中的其中一个恒星，行星半径为木星的1.38倍而密度只有木星的一半，是已知密度最低的行星。现时仍不清楚这行星如何形成，但相信这类低密度行星（包括HD 209458 b）会有助了解行星形成的过程。哈佛-史密松天体物理中心的Robert Noyes说：＂我们不能不说发现HD 209458 b是一件侥幸的事，这个新发现提示了我们有关行星形成理论中遗漏的东西。＂

2009年

柯洛7b：2月3日，欧洲南方天文台宣布已发现环绕恒星柯洛7的系外行星COROT-7b。主导此发现的柯洛计划表示因与母星的距离不到0.02个天文单位，所以轨道周期只有20个小时，为目前发现中轨道周期最短的系外行星 。另该行星的直径只有地球的1.7倍，但质量却有地球的5.6-11倍 ，因此可能为岩石行星。然而离母星太近，该行星的表面温度可能达1000-1500 °C，所以有人认为该行星是由等量的水蒸气和岩石所构成 。

格利泽581e：在4月21日，欧洲南方天文台的天文学家宣布发现环绕Gliese 581的第4颗行星，距离母星小于0.03个天文单位，质量只有地球的1.9倍，迄2010年一月仍是迄今发现最小、质量最接近地球，环绕着主序星的系外行星。.

30颗新行星：在10月19日，宣布使用径向速度法新发现了30颗行星。2009年10月也是在一个月内发现最多行星的月份，打破了2002年6月和2009年8月发现17颗系外行星的记录。

室女座61和HD 1461：在12月14日，发现三颗行星，其中一颗是超级地球，另外两颗质量与海王星相当的大行星。此外还发现一颗超级地球和两颗未经证实行星环绕着HD 1461。这些发现显示在周围邻近的恒星发现低质量恒星的环绕轨道是很平常的。室女61是第一颗有超级地球环绕的类太阳恒星 。

GJ 1214 b：天文学家在12月16日，用凌日法发现一颗超级地球。经由质量和半径测量得到的密度，天文学家认为这颗行星可能是一颗75%是水，25%是岩石构成的海洋行星。在这颗行星上的一些水应该是以异于寻常的冰七型态存在。这是MEarth计划发现得第一颗系外行星，这个计划利用凌日法发现经过M-型恒星前方的超级地球 。

2010年

格利泽581g：天文学家发现迄今最像地球的一个太阳系外行星，它位于恒星系统的适居带内，可能适合生命存在。这个类地球行星是一个多岩石的星球，位于天秤座，距离地球约20光年。

开普勒9：第一个使用凌日法发现多颗系外行星的恒星 。目前该恒星旁已发现三颗行星。

HIP 13044b：在其他星系形成的行星，原属星系已被银河系并吞。距离地球约2000光年 。但是后续的研究表明之前的观测存在误差，实际上该行星并不存在。

2011年

开普勒11（Kepler-11）：2月2日公布以凌日法发现至少有6颗行星 。

1235个行星候选天体：天文学家2月2日公布开普勒空间天文台发现有1235个行星候选天体，其中54个可能位于适居带 。

开普勒16b：天文学家9月15日公布，是首个环绕联星系统的系外行星 。

开普勒20：有5颗行星的行星系，其中的开普勒20e和开普勒20f是首次发现体积与地球相若的行星

开普勒22b：天文学家12月5日公布，是开普勒空间天文台发现第一个位于类太阳恒星适居带的太阳系外行星。

2012年

HIP 11952：是已知拥有系外行星的恒星中年代最久的恒星，已发现两颗气态巨行星 。但在2013年，根据由HARPS-N提供的高精度数据，证实HIP 11952并不拥有行星。

开普勒47：是第一个拥有超过一颗以上环联星运转行星的联星系统 。

半人马座α Bb：2012年10月16日发现至今最近的系外行星，距离地球仅4.37光年，母恒星南门二B 。

美国宇航局－PlanetQuest

德国系外行星研究中心－Jena/Tautenburg

耶拿大学－天体物理学院及大学天文台

系外行星百科全书

已知行星系统列表

系外行星XML数据库

Andrew Collier Cameron, Extrasolar planets , Physics World (2001年1月).（网上版本）

系外行星或母星动态数据库

重要系外行星列表

D. Montes，马德里卡姆鲁腾斯大学－系外行星

太阳系外视野

哈勃望远镜发现大气被蒸逸的系外行星

华人科学家首发现系外行星

参见

确定存在的太阳系外行星列表

不确定存在的太阳系外行星列表

太阳系外行星之最列表

星际行星

行星适居性

脉冲星行星

双星系统

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